Самый большой спутник Сатурна, Титан, может быть самым захватывающим объектом недвижимости в Солнечной системе прямо сейчас. Не удивительно, учитывая тот факт, что плотная атмосфера Луны, богатая органическая среда и химия пребиотиков, как считается, похожи на первозданную атмосферу Земли. Таким образом, ученые считают, что Луна могла бы служить своего рода лабораторией для изучения процессов, в результате которых химические элементы становятся строительными блоками для жизни.
Эти исследования уже привели к большому количеству информации, в том числе недавнему открытию «анионов углеродной цепи», которые считаются строительными блоками для более сложных молекул. И теперь, благодаря данным из массива миллиметров / субмиллиметров (АЛМА) Atacama в Чили, команда исследователей НАСА обнаружила присутствие акрилонитрила, еще одного химического элемента, который мог бы стать основой для жизни на этой луне.
Исследование, детализирующее их результаты - под названием «Обнаружение ALMA и астробиологический потенциал винилцианида на Титане» - было опубликовано в номере журнала от 28 июля. Научные достижения. В нем команда объясняет, как данные из массива ALMA указали, что большие количества акрилонитрила (C2ЧАС3CN) существуют на Титане - скорее всего, в стратосфере Луны.
Как отметила Морин Палмер, исследователь Центра астробиологии им. Годдарда и ведущий автор статьи, в пресс-релизе НАСА: «Мы нашли убедительные доказательства того, что акрилонитрил присутствует в атмосфере Титана, и мы считаем, что это сырье является значительным запасом. достигает поверхности. »
Также известный как винилцианид, акрилонитрил используется здесь, на Земле, при производстве пластмасс. В прошлом предполагалось, что это соединение может присутствовать в атмосфере Титана. Однако лишь недавно ученым стало известно о возможности того, что он станет основой для живых существ в богатой органической среде Титана - с его устойчивыми запасами углерода, водорода и азота.
Это основано на исследовании, которое было проведено в 2015 году, когда группа ученых из Корнелла пыталась определить, могут ли органические клетки образовываться в суровых условиях Титана. Учитывая, что Луна испытывает средние температуры поверхности -179 ° C (-290 ° F) и в атмосфере преобладают азот и углеводороды, липидные двухслойные мембраны (которые являются основой жизни на Земле) не могут там выжить.
Однако после проведения молекулярного моделирования команда определила, что небольшие органические азотные соединения будут способны образовывать лист материала, похожий на клеточную мембрану. Они также определили, что эти листы могут образовывать полые микроскопические сферы, которые они назвали «азотосомами», и что лучшим химическим кандидатом для этих листов будет акрилонитрил.
Такой материал будет способен выживать в жидком метане и при чрезвычайно низких температурах и, следовательно, будет наиболее вероятной основой для органической жизни на Титане. Как объяснил директор Центра астробиологии им. Годдарда Майкл Мамма:
«Способность образовывать стабильную мембрану для отделения внутренней среды от внешней очень важна, поскольку она обеспечивает средства, позволяющие содержать химические вещества достаточно долго, чтобы они могли взаимодействовать. Если бы виниловые цианиды могли образовывать мембраноподобные структуры, это было бы важным шагом на пути к жизни на лунном Титане Сатурна ».
Ради своего исследования команда Годдарда объединила 11 наборов данных высокого разрешения из ALMA, которые они извлекли из архива наблюдений, которые использовались для калибровки массива. На основании этих данных Палмер и ее команда определили, что акрилонитрил относительно распространен в атмосфере Титана, достигая концентрации до 2,8 частей на миллиард. Они также определили, что это будет наиболее распространено в верхних слоях атмосферы Титана.
Именно здесь углерод, водород и азот могут химически связываться от воздействия солнечного света и энергичных частиц от магнитного поля Сатурна. В конце концов, акрилонитрил проникнет в холодную атмосферу и конденсируется, образуя капли дождя, которые выпадают на поверхность. Группа также оценила, сколько этого материала со временем накапливается в Лигейа-Маре - втором по величине метановом озере Титана.
Наконец, они рассчитали, что в пределах каждого кубического сантиметра (см³) своего объема Ligeia Mare может образовывать до 10 000 000 азотосом. Это примерно в десять раз больше количества бактерий, которые существуют в водах вдоль прибрежных районов Земли. Как отметил Мартин Кординер, один из ведущих авторов статьи, эти выводы, безусловно, обнадеживают, когда дело доходит до поиска внеземной жизни в нашей Солнечной системе.
«Обнаружение этого неуловимого, имеющего астробиологическое значение химического вещества волнует ученых, которые хотят определить, может ли жизнь развиваться в ледяных мирах, таких как Титан», - сказал он. «Это открытие добавляет важную часть нашего понимания химической сложности солнечной системы».
Конечно, исследование и основание для его выводов весьма умозрительно. Но они показывают, что в рамках определенных установленных параметров жизнь может существовать в нашей Солнечной системе далеко за пределами «обитаемой зоны» нашего Солнца. Это исследование также может иметь значение для охоты на жизнь в внесолнечных системах. Если ученые могут однозначно сказать, что жизнь не нуждается в более высоких температурах и жидкой воде, это открывает огромные возможности.
Ожидается, что в ближайшие десятилетия на Титан пойдет несколько миссий - от подводных лодок, которые будут исследовать его метановые озера, до дронов и воздушных платформ, которые будут изучать его атмосферу и поверхность. Уже ожидается, что они получат ценную информацию о формировании системы Сатурна. Но также открыть совершенно новые формы жизни? Это было бы действительно потрясающе!
